Le celle solari per perovskite in tandem a doppia fascia di Longi hanno un'efficienza del 34,85%

Nell'aprile 2025, Longi annunciò che le sue celle solari in tandem a doppia fascia in silicio-perovskite in modo indipendente sviluppato in modo indipendente furono certificate dal National Renewable Energy Laboratory (NREL) degli Stati Uniti, con un'efficienza di conversione del potere del 34,85%, battendo ancora una volta la record globale della via tecnologica. Questa svolta non solo segna l'ingresso della tecnologia fotovoltaica in una nuova era di "34%+", ma significa anche che le cellule cristalline di silicio-perovskite hanno rotto ufficialmente il limite di efficienza teorica delle cellule a giunzione singola (33,7%), ponendo le basi per la prossima generazione di fotovoltaiche ultra-efficienti.

Il percorso tecnico di Longi si basa su cellule cristalline di silicio e raggiunge la complementarità spettrale attraverso il design di impilamento degli strati di perovskite. In particolare, lo strato di perovskite (gap di banda di circa 1,7 eV) è responsabile dell'assorbimento della parte di luce visibile, mentre lo strato di silicio cristallino (gap di banda di 1,1 eV) cattura la luce a infrarossi. I due lavorano insieme per aumentare l'efficienza di conversione dell'energia solare al 34,85%. Il nucleo di questa struttura sta nella svolta dell'ingegneria dell'interfaccia. Il team Longi ha sviluppato una strategia di passivazione interlacciata a doppio strato. Attraverso l'effetto sinergico delle molecole di diioduro di diioduro di fluoruro di litio (LIF) ed etilendiammina (EDAI), sopprime efficacemente la ricombinazione non radiativa nell'interfaccia e ottimizza l'efficienza del trasferimento del portatore.

Vale la pena notare che la velocità di iterazione tecnologica di Longi supera di gran lunga le aspettative del settore: l'efficienza ha superato il 33,9% nel novembre 2023, è aumentata al 34,6% nel giugno 2024 e ha raggiunto un nuovo massimo nell'aprile 2025. Questa capacità di "iterazione rapida" deriva dal suo sistema di produzione di R&D di "generazione di r & d. Huaneng Clean Energy Research Institute e Hong Kong Polytechnic University. Ad esempio, la ricerca del team del professor Li Yaowen presso la Soochow University sulla regolamentazione dello stress reticolare perovskite fornisce supporto chiave per migliorare la stabilità della batteria; Huaneng Clean Energy Research Institute ha contribuito con esperienza ingegneristica nella preparazione di componenti di grande area e nell'applicazione industriale.

Svolta nel soffitto di efficienza

L'efficienza del limite teorico delle cellule tandem di silicio-pervskite cristalline è fino al 43%, superando di gran lunga il 29,4% delle singole cellule di silicio cristallino. L'efficienza del 34,85% di Longi è vicina all'80% di questo valore teorico, lasciando ampio spazio per gli aggiornamenti tecnologici successivi. Se in futuro la tecnologia in tandem a tripla giunzione (come perovskite/silicio cristallino/perovskite), si prevede che l'efficienza sarà ulteriormente aumentata a oltre il 40%, riscrivendo completamente il panorama della concorrenza di efficienza dell'industria fotovoltaica.

Ottimizzazione dirompente della struttura dei costi

Il costo del materiale al silicio delle tradizionali cellule di silicio cristallino rappresenta circa il 40%, mentre le cellule in tandem possono ridurre il costo del materiale al silicio a meno del 20% riducendo lo spessore dei wafer di silicio (da 180 μm a meno di 100 μm) e aumentando la generazione di potenza per unità. Inoltre, il processo di preparazione della soluzione dello strato di perovskite (come il rivestimento a fessura e la stampa a getto d'inchiostro) consuma solo 1/10 dell'energia delle cellule cristalline di silicio, riducendo ulteriormente i costi di produzione. Si stima che il costo livellato dell'elettricità (LCOE) delle celle impilate possa essere ridotto del 25% rispetto alle celle PERC tradizionali e ha una competitività significativa nei fotovoltaici distribuiti, BIPV e altri scenari.

Rilascio dell'effetto sinergia della catena industriale

Le scoperte tecnologiche di Longi accelereranno la maturità della catena dell'industria della perovskite. Ad esempio, il vetro TCO (ossido conduttivo trasparente), come materiale chiave per lo strato di perovskite, ha aumentato il tasso di localizzazione dal 30% nel 2023 al 70% nel 2025; La tecnologia di scribing laser di grandi dimensioni sviluppata da Huaneng Clean Energy Research Institute ha aumentato la resa dei moduli perovskite dall'85% al ​​95%. Inoltre, la cooperazione di Longi con Optoelectronics, Xianna Optoelectrics e altre società sta costruendo un ecologia industriale collaborativa "perovskite-cristalline".

Sebbene la svolta dell'efficienza sia entusiasmante, la commercializzazione deve ancora affrontare molteplici sfide:

Stabilità e collo di bottiglia

I materiali perovskite sono sensibili all'acqua, all'ossigeno, alla luce e alla temperatura e mancano di stabilità a lungo termine. Le celle impilate di Longi non hanno ancora rivelato dati di vita specifici, ma l'industria crede generalmente che la sua vita T80 (il tempo impiegato per il decadimento dell'efficienza per il decadimento all'80%) deve superare 5, 000 ore per soddisfare i requisiti commerciali. Per risolvere questo problema, Longi potrebbe aver adottato i seguenti percorsi tecnici:

Passivazione dell'interfaccia: ad esempio, la doppia strategia di complessazione del Guest Host sviluppata dal team di Zhang Hong all'Università di Fudan può prolungare la vita delle cellule di perovskite a 1.050 ore.

Tecnologia di imballaggio: la tecnologia di potenziamento del polimero di grafene dell'Huaneng Clean Energy Research Institute può aumentare la vita dei moduli perovskite a 3.670 ore.

Complessità del processo di produzione di massa

Le cellule in tandem a doppio terminale richiedono un controllo preciso della corrispondenza reticolare e del contatto dell'interfaccia tra lo strato di perovskite e lo strato di silicio cristallino. I seguenti problemi devono essere risolti durante la produzione di massa:

Uniformità a film sottile: lo spessore dello strato di perovskite deve essere controllato a 300-500 nm e la deviazione di spessore deve essere inferiore al 5%.

Process compatibility: There is a contradiction between the high-temperature process of crystalline silicon cells (>800 gradi) e la preparazione a bassa temperatura di perovskiti (<150℃), and new materials such as low-temperature silver paste need to be developed.

Incertezza politica e di mercato

Sebbene il "14 ° piano quinquennale" del paese elenchi le perovskiti come tecnologie chiave, attualmente mancano politiche e standard di sussidi chiari. Inoltre, il sistema di riciclaggio per i componenti di perovskite non è stato ancora stabilito e i problemi di inquinamento dei piombo possono causare controversie ambientali.

La svolta dell'efficienza del 34,85% di Longi segna il salto della tecnologia fotovoltaica dal "dominio cristallino del silicio" a "ERA IMPLEGATA". Questa svolta non è solo una vittoria tecnologica, ma anche un modello di innovazione collaborativa nella catena industriale: la ricerca materiale dell'Università di Suzhou, le capacità di ingegneria di Huaneng e la progettazione di dispositivi di Hong Kong Polytechnic costituiscono insieme la pietra miliare delle scoperte tecnologiche.

Guardando al futuro, le cellule tandem cristalline di silicio-pervskite rimodelleranno il panorama del settore nelle seguenti aree:

Fotovoltaico distribuito:È leggero (peso del modulo<5 kg/㎡) and high power density (>400 W/㎡) Le caratteristiche promuoveranno lo scoppio di BIPV, fotovoltaici montati sul veicolo e altri scenari.

Stazioni elettriche centralizzate:Il miglioramento dell'efficienza può ridurre l'occupazione terrestre per unità di area, il che è più vantaggioso nelle aree con scarse risorse terrestri.

Esplorazione dello spazio:La ricerca e lo sviluppo di cellule in tandem flessibili possono fornire soluzioni energetiche più efficienti per le sonde di spazio profondo.

Tuttavia, la strada per la commercializzazione deve ancora sfondare più ostacoli come stabilità, processo di produzione di massa e supporto politico. La svolta tecnologica di Longi ha indicato la strada per l'industria, ma per raggiungere la "rivoluzione della perovskite", sono ancora necessari gli sforzi congiunti dell'intera catena del settore. Nei prossimi cinque anni, l'industria fotovoltaica inaugurerà la doppia trasformazione dell'iterazione tecnologica e della ricostruzione industriale e l'efficienza del 34,85% di Longi è il punto di partenza di questa trasformazione.